Исследование взаимодействия ударной волны с импульсным объемным разрядом теневыми методами

• Автор: Цзинь Цзинь
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Обзор основных работ по исследованию течения и ТФМ

1.1.1. Визуализация и исследование в механике

1.1.2. Теневой фоновый метод (ТФМ)

1.2. Обзор основных работ по исследованию объемных разрядов в потоке

1.3. Обзор основных работ по исследованию разрыва после импульсного энерговклада

1.4. Выводы к главе

2.1. Динамическая система - ударная труба

2.2. Разрядная система

2.3. Оптическая система - теневой и теневой фоновый метод
2.4. Регистрация свечения объемного разряда высокоскоростной
камерой
2.5. Выводы к главе
Глава 3. Исследование ударно-волновых полей при инициировании
плазменных листов
3.1. Исследование динамики ударных волн от плазменных листов ТФМ и теневым методом
3.2. Исследование динамики ударных волн от плазменных листов в объемном разряде
3.3. Обсуждение двух типов разрядов
3.4. Обсуждение ТФМ и теневого метода
3.5. Выводы к главе
Глава 4. Исследование взаимодействия плоской ударной волны с
плазмой объемного разряда
4.1. Исследование взаимодействия плоской ударной волны с релаксирующей плазмой объемного разряда
4.1.1. Теневые снимки и их обсуждение
4.1.2. ТФМ результат и обсуждение
4.2. Исследование ударно-волновых полей при распаде разрыва на границе газ-плазма

4.2.1. Теневой результат и обсуждение
4.2.2. ТФМ результаты и обсуждение
4.3. Анализ применимости ТФМ метода к исследованию ударноволновых полей
4.3.1. Результаты ТФМ метода исследования ударно-волновых полей
4.3.2. Факторы, влияющие на ТФМ при исследовании ударноволновых полей
4.3.3. Сравнение ТФМ с теневым методом
4.4. Выводы к главе
Основные результаты и выводы
Благодарности
Список литературы
Список тезисов и материалов конференций, опубликованных по результатам работы

Введение.
Актуальность темы.
Исследования влияния энерговклада на течения газа указывают на возможность управления потоком; особенный интерес представляет контроль сверхзвукового потока. Энерговклад на основе импульсных разрядов в плазменной аэродинамике является одном из методов управления потоком при высоких скоростях течений. Большинство работ в области исследования взаимодействия плазмы с ударно - волновыми течениями были выполнены в последнее десятилетие. Было показано, что параметры поля течения существенно изменялись после взаимодействия импульсного разряда с ударной волной, в частности, меняется распределение плотности давления, форма ударной волны.
Для наблюдения изменений распределения параметров в течении необходимы методы, дающие количественную информацию о поле течения. Одним из самых распространенных новых методов исследования потоков в последние годы является Теневой Фоновой Метод (ТФМ) или BOS (Background Oriented Schlieren). Применение ТФМ для исследования разных объектов в разных средах продемонстрировало, что этим методом в ряде случаев возможно получить поле плотности течения с большой точностью и чувствительностью.
В данной работе решается задача плазменной газодинамики о взаимодействии ударной волны с импульсным объемным разрядом при различных условиях в ударной трубе. Анализируется возможность применения ТФМ для исследования сверхзвуковых нестационарных течений одновременно с теневым методом.
Цель диссертационной работы.
Цель работы — экспериментально исследовать в ударной трубе быстропротекающие процессы, происходящие при взаимодействии сверхзвукового течения с ударной волной с импульсным энерговкладом на
3) разряд инициировался ручным запуском с помощью генератора импульсов в полной темноте. Его свечение визуализировалось на матрице регистрирующей аппаратуры.
Интегральное свечение разряда регистрировалось при помощи цифровых фотоаппаратов №коп Э50 и Сапоп 55(Ю (Рис. 2.5.). Временем экспозиции кадра являлось длительность свечения разряда.
разряд
Поверхностный

Яркие каналы Рис. 2.5. Свечение объемного разряда.
Показано на Рис. 2.5. изображение свечения объемного разряда в результате интегрального фотографирования. На поверхности верхней и нижней стенок видны скользящие поверхностные разряды. Отклонение от однородности поверхностного энерговклада проявлялось в том, что на поверхности электродов появлялись более яркие каналы. Во время разряда проходил процесс энерговклада в газ. Энергию, вкладываемую в разряд, можно оценить, используя формулу:
Е = |/2Д Л (2,6)

Численное интегрирование показало [69], что за первый импульс тока длительностью около 200 не в разряд вкладывается энергия, в размере -0,5 Дж. Это составляет -35% от всей запасенной в конденсаторе энергии.